หองใตดิน เมอื่ ตอกเสาเข็มเสรจ็ ใหมๆ แลว ไมค วรขุดดนิ ทันที ควรปลอ ยทงิ้ ไวป ระมาณ 1 เดือน ทั้งนเี้ พราะ
ดนิ เม่ือถกู เสาเขม็ ตอกจะถกู รบกวน (disturbed) ทาํ ใหคา Shear Strength ของดนิ ลดนอยลง ซึ่งจะกลับคืน
กําลังประมาณ 90 % ภายใน 30 – 50 วนั ดงั นนั้ หากรีบทาํ การขดุ ดินจะเกดิ การเลอื่ นไถลของดนิ ทําใหเสา
เขม็ ท่ีตอกไวแ ลว เสยี หายได
7. การตอกเขม็ กลมุ ใหต อกเสาเขม็ จากตนกลางกลุม ออกไป
4.3 การจัดเสาเขม็ และระยะหางของเสาเข็ม
1. เสาเขม็ ใตฐ านรากจะตอ งจดั เรยี งสม่าํ เสมอเหมือนกนั ทุกดา น
2. สําหรบั เสาเข็ม End Bearing Piles ระยะหา งระหวางศนู ยกลางของเสาเขม็ จะตอ งหางกัน
อยา งนอ ย 2 เทา ของขนาดเสนผาศนู ยก ลางสําหรับเสาเข็มกลม หรือ 2 เทาของเสน ทแยงมมุ สําหรับเสาเข็มสี่
เหลย่ี ม หรอื เสาเข็มเหล็กแตตองไมน อ ยกวา 2.5 ฟุต หรือ 75 ซม. หรอื ผิวตอ ผิวหางกัน 12 นิ้วฟตุ หรือ 30 ซม.
3. สําหรบั เสาเขม็ Friction Piles ระยะหา งระหวางศนู ยก ลางของเสาเขม็ จะตอ งหา งกนั อยา ง
นอย 3 – 5 เทา ของเสน ผาศนู ยกลางของเสาเข็ม หรอื 3 ฟตุ 6 นว้ิ (1.00 ม.)
4. เสาเขม็ สาํ หรับโครงสรางในทะเลทร่ี ับคลน่ื กระแทกจะตองหา งกันอยา งนอ ย 5 เทา ของ
เสนผาศูนยก ลาง
4.4 ความลึกของเสาเข็มท่ีจมดนิ
1. เสาเขม็ จะตอ งตอกใหจมดนิ ไมนอยกวา 3 เมตร (10 ฟตุ ) ในชนั้ ดินแขง็ และไมนอยกวา
1 ใน 3 ของ ความยาวของเสาเข็ม หรือ 6 เมตร (20 ฟุต) ในชัน้ ดินออน
- 10 -
2. สําหรับเสาเข็ม Friction Piles ตอกลงในชั้นดินประเภทตา ง ๆ กนั ซง่ึ คาดวาจะตอกจมลง
ไปไดน น้ั ไดแ สดงไวใ นตารางขางลา ง
ช้นั วัสดุ ความลึกทีค่ าดวาจะตอกจมลงได หมายเหตุ
ทรายสะอาดแนน เลก็ นอย ปกตใิ ชน ้าํ ฉดี
ทรายอ่ืน ๆ 20 ฟตุ หรอื 6 เมตร
ดินปนทราย 30 ฟตุ “ 9 เมตร
ดินลว น ๆ 35 ฟุต “ 10 เมตร
ดินปนซลิ ท 45 ฟตุ “ 13.50 เมตร
ซลิ ทป นโคลน 50 – 100 ฟุต “ 15 - 30 เมตร
4.5 การใชนํ้าฉีดใหเสาเขม็ จมลงในดิน
การใชน า้ํ ฉดี ชว ยในขณะตอกเสาเข็มเพื่อใหเสาเขม็ จมลงไปนัน้ จะใชใ นดินทรายรวน, จะไมด ี
นกั เมอื่ เปน กรวดเพราะน้าํ ไลไ มคอ ยขนึ้ และไมควรใชในดนิ ประเภทซิลท สว นในดนิ เหนียวใชไ มไดผล
นาํ้ ทฉี่ ีดจะฉีดออกท่ปี ลายเสาเข็มโดย ใชท อขนาดเสนผา ศูนยก ลาง 2 ถึง 3 นวิ้ ตรงปลายมี
หวั ฉดี ขนาดเสน ผา ศูนยกลาง 1 -2 นว้ิ สําหรับเสาเข็ม ขนาด 10 ถงึ 14 นิ้ว (25 – 35 ซม.) จะใชป ริมาณนา้ํ 15
-60 ลิตรตอ วินาที (200 – 850 แกลลอน ตอนาที) สาํ หรบั Fine sand through sandy gravels ปม นํา้ จะตอ งมี
capacity ประมาณ 500 แกลลอน ตอ นาที ท่ีแรงดัน 100 – 300 ปอนด ตอ ตร.นิว้ การฉดี นํ้าจะตองหยุด เม่ือ
เขม็ จมลงไปยงั ตําแหนง ที่กําหนดไวโ ดยท่ัวไปควรเหลือระยะประมาณ 1.00 เมตร เพือ่ ใชวิธีตอกลงไป, เสา
เขม็ ตน ขางเคียง หากกระทบกระเทอื นจากการฉีดนา้ํ แลว เสาเขม็ ตนน้นั ๆ จะตอ งตอกซํ้าลงไปอกี
4.6 เสาเข็มเอียง
ในการตอกเสาเขม็ เอียงนัน้ ทว่ั ไปแลวจะตอกเอียง 1 : 12 ถงึ 5 : 12 ถาตอกเอยี งเกิน 3 : 12
(1:4) แลว จะตอ งใชเ คร่ืองมือตอกพิเศษ
การตอกเสาเข็มเอยี งนนั้ มีประโยชนส าํ หรับตา นแรงในแนวราบแตย ุงยากในดา นปฎิบตั ิ
4.7 เสาเขม็ รับแรงถอน
1. เสาเขม็ ทรี่ บั แรงถอนนัน้ เหลก็ หัวเสาเข็มจะตองโผลฝ งเขาไปในฐานรากอยางนอ ย
60 ซม.
2. Friction Piles ในดนิ เหนยี ว ทรายหรือกรวดคา แรงถอนท่ปี ลอดภัยจะมคี าเทากบั ครึ่งหนึง่
ของคาปลอดภยั ทเี่ สาเขม็ น้ันจะรับได
3. End – Bearing Piles คา แรงถอนโดยปลอดภัยคํานวณไดจากคา เนือ้ ทผี่ ิวสัมผัสรอบนอก
x หนว ย แรงเฉอื นของวัสดทุ ีเ่ สาเขม็ นั้นจมอยู สาํ หรบั ทรายแลวคา หนว ยแรงเฉอื นใหใชค า 250 ปอนด ตอ
ตร.ฟุต (1.2 t/m2)
- 11 -
4.8 เสาเข็มสนั้ Friction Piles ในกรุงเทพฯ
จากการทดสอบการรบั นํา้ หนักของเสาเขม็ สน้ั ค.ส.ล. ยาวประมาณ 10 เมตร ของเสาเขม็ รูป
ตา ง ๆ กนั 6 แบบ คือเสาเขม็ รูปสามเหลยี่ มดานเทา รปู ส่เี หลีย่ มจัตรุ ัส รปู ดเี อช รปู กลม รูปตวั วาย และรปู 8
เหล่ียม โดยวธิ กี าร Maintain Loading Test เพม่ิ นา้ํ หนักทุก ๆ 2 เมตริกตัน จนถึงจุด (Ultimate load) วบิ ตั ิ
และหลงั จากน้นั ทําการ Quick Test อกี ครง่ึ หนง่ึ ไดผลสรปุ ดังนี้
1. เสาเข็มสนั้ ทกุ ตนจะถึงจุดวิบัตทิ นั ที่เม่ือคาความฝดดานขา งมีคาสงู สุด
2. คา การทรดุ ตัวของเสาเข็มส้นั ท่ีจุดวิบัติมคี า ประมาณ 4.4 -5.5 มม. (Maintain Loading
Test) เฉล่ียประมาณ 5 มม.
3. คา นาํ้ หนักปลอดภัยของเสาเข็มสัน้ ควรใชเ ทากบั คร่งึ หนึง่ ของคานา้ํ หนกั บรรทุกสงู สุดของ
เสาเขม็ (F.S =2)
4. ในการหาคานํ้าหนักบรรทกุ สงู สดุ ของเสาเขม็ อาจใชการทดลองแบบ Quick Test ได
เพราะใหผ ลใกลเ คียงกับ Maintain Load test ถา หากวาคา การทรดุ ตวั ไมมีผลตอ โครงสรางมาก
5. ในการคดิ คนคาเสน รอบรูปของเสาข็ม ควรใชเสน รอบรปู ประสิทธผิ ล สําหรับเสาเข็มทีม่ ี
หนา ตดั เปน รปู เรขาคณิตงาย ๆ หรอื ทมี่ เี สนรอบรปู เรยี บสมํา่ เสมอตลอด อาทิเชน รปู สีเ่ หลีย่ ม แปดเหลีย่ ม วง
กลม สามเหล่ยี ม มีคา Reduction Factor = 1 เสาเข็มทม่ี หี นา ตัดไมใ ชรปู ทรงเรขาคณิตงา ย ๆ อาทเิ ชน รปู ตัว
ไอ รูปดเี ฮช และ รูปตวั วาย มคี า Reduction Factor = 0.86 ยกเวน เสาเขม็ รปู ตัววายมคี าเทากับ 1
6. เสนรอบรปู ประสิทธิผล Reduction Factor x เสนรอบรปู นอ ยสุด
4.9 Negative Skin Friction ของเสาเขม็
1. Negative Skin Friction คือแรงฉดุ ลง (Downward Drag) ทกี่ ระทาํ ตอเสาเข็มเน่ืองจากการ
เคลอ่ื นตวั สมั พทั ธระหวา งเสาเข็มและดนิ โดยรอบ ซึง่ มกั จะเกดิ ขนึ้ ในทท่ี ่ีดนิ เปน Compressible Soil ซึ่งไดแ ก
Soft to Medium Clay, Soft silt, Peat และ Mud หรอื ในทท่ี ด่ี นิ ถมใหม เม่ือดนิ เหลานน้ั เกดิ การยบุ ตัวจะเกิด
Negative Skin Friction ซงึ่ เปน การเพ่ิม Axial Load แกเ สาเข็มทําใหเสาเขม็ ทรดุ ตวั มากขึน้
ทาํ ใหอ าหารเสยี หายได ระดับน้าํ ใตด นิ ทีล่ ดลง ก็ทําใหเกิด Negative skin Friction ไดเ ชนกนั
2. สาเหตุใหญท ีท่ าํ ใหเกิด Negative Skin Friction ก็คอื
- การทรุดตวั ของชั้นดนิ ถมใหมโดยรอบเสาเข็ม
- การทรุดตัวของดนิ เนอ่ื งจากดินถูกรบกวน (Disturbed)
- ระดบั น้าํ ใตด นิ ลดลง
3. การลดคา Negative Skin Friction บนเสาเขม็ คอนกรตี หลอสาํ เร็จหรอื เสาเข็มเหล็ก กลม
กลวง สามารถลดลงไดโ ดยการทําลาํ ตวั เสาเข็มสว นท่จี มอยใู นดนิ ถมดวย soft Bitumen ซ่งึ ตอ งมีคุณสมบตั ิดัง
ตอ ไปน้ี
Penetration at 25 oC = 53 to 70 mm.
- 12 -
Soft Point (R and B) = 57oC to 63 oC
Penetration Index = Less than + 2
Bitumen จะตองทําใหร อ นทอ่ี ุณหภมู ิ 180oซ (Max) แลว พนหรอื เทลาดเสาเขม็ ความหนา
ของ Coating 10 มม. หรือ 3/8 น้ิว กอน Coating จะตอ งทาํ ความสะอาดผวิ หนาเสาเข็มและทาทับหนา (Prime)
ดว ย Shell Composites Bitumen Solvent Primer โดยใชแปลงทาหรือพน ในอตั ราประมาณ 2 กก. ตอ
10 ตร.เมตร
เมอ่ื ตอ งการใหไ ดรบั Full End – Bearing Resistance แลวปลายลา งสุดของเสาเขม็ ยาว
ประมาณ 10 เทา ของเสนผา ศูนยก ลาง หรอื ความกวา งของเสาเขม็ ไมต อ ง Coating ถา Coating ดว ยแลว จะทํา
ใหคา End – Bearing Resistance ลดลง
การใช Bitumen ดงั กลาว Coat เสาเขม็ หนา 1 ซม. นน้ั สามารถลด Negative Skin Friction
ไดม ากกวา 90%
4.10 เสาเข็มรับแรงในแนวราบ
1. ถา แรงรวมกระทาํ เอียงเปน มุมมากกวา 5 องศา แตไ มเกิน 15 องศา กบั แนวดงิ่ แลว จะตอ ง
ใชเสาเข็มเอยี งรบั แรงในแนวราบ
ถา มุมเอยี งไมเ กิน 5 องศา แลวควรใช Vertical Pile แตถ ามุมเอียงเกินกวา 15 องศา แลวควร
ใชเ สาเขม็ แบบ Dead Man
2. เม่ือไมมีการทดสอบ และไมค าํ นงึ ถึงประเภทเสาเขม็ หรือดนิ ทเี่ สาเขม็ ตอกแลว Vertical
Pile ยอมใหร ับแรงในแนวราบได 1,000 ปอนด (500 กก.)
3. Menulty (1956) ไดแ นะนําคาแรงในแนวราบท่ีเสาเขม็ Vertical Pile รบั ไดโ ดยปลอดภัย
ไวด งั น้ี
แรงทเี สาเข็ม Vertical Pile รบั ไดโ ดยปลอดภยั (ปอนด)
ประเภท ขนาดเสน
ของเสาเข็ม สภาพของ ผา ศนู ยก ลาง ทราย ทราย ดินแนน
เสาเข็ม ของเสาเข็ม หยาบ ละเอียด ปานกลาง
(นวิ้ )
ไม ปลายอสิ ระ 12 1,500 1,500 1,500 *
ปลายยดึ แนน* 12 5,000 4,500 4,000
คอนกรตี ปลายอสิ ระ 16 7,000 5,500 5,000 ปลายยึด
ปลายยดึ แนน * 16 7,000 5,500 5,000 แนน
หมายถึง
เสาเขม็ ทมี่ ีเหล็กหวั เสาเข็มฝงยึดในคอนกรีตฐานรากอยา งนอ ย 24 นวิ้ ฟตุ
(60 ซม.)
- 13 -
4. จากผลการทดสอบของ vertical Pile ที่ Full Embedded นน้ั เสาเขม็ จะสามารถรบั แรงใน
แนวราบไดเพียง 1/10 ถงึ 1/5 ของความสามารถรบั น้ําหนกั ในแนวดิง่ ของมนั โดย Deflection ไมม ากกวา 1/2
นิ้วฟตุ (12.5 มม.)
4.11 นาํ้ หนักของลกู ตุมตอกสําหรบั เสาเข็ม ค.ส.ล. และเสาเขม็ คอนกรตี อดั แรง
1. นาํ้ หนกั มากสุดของลูกตุม ตอก (Milligan)
Wmax = 0.0764 A B
h
ในเม่ือ Wmax = นา้ํ หนกั มากสุดของลกู ตมุ ตอก , เมตรกิ ตนั
A = เนอื้ ท่ีหนักกวา งของเสาเข็ม , ตร.ซม.
B = หนากวางของเสาเขม็ , ซม.
h = ระยะตกของลูกตุมตอก , ซม.
2. นาํ้ หนักนอ ยสดุ ของลกู ตมุ ตอก (Humes)
ความยาวของเสาเข็ม Wmin
(เมตร) (เมตริกตัน)
15
15 - 18 P
3/4P
มากกวา 18 2/3P
P = น้ําหนักของเสาเข็ม
3. นา้ํ หนกั ของลกู ตมุ ตอกนน้ั ควรสัมพนั ธกบั นํ้าหนกั ของเสาเขม็ กลา วคือหนัก
1 - 2 เทา ของน้าํ หนักเสาเขม็
4. CP 2004 กาํ หนดไวว า นํ้าหนักของลกู ตมุ ตอกจะตอ งหนักพอทแี่ นใ จวา สามารถ
ตอกเสาเขม็ จมสดุ ทา ยไดป ระมาณ 2.5 มม. (1/10 น้วิ ฟุต) ตอครั้ง และไมค วรจะหนักนอ ยกวา เสาเข็ม
Swedish Code กาํ หนดอยา งนอ ย 3 ตน แตนํ้าหนักตมุ ตอกอาจใช 2 ตนั ได ถาเสาเข็มยาวไม
เกนิ 10 เมตร และรบั นา้ํ หนักมากสดุ 45 ตัน สาํ หรบั เสาเขม็ ยาวใน Compact Material แลว ควรใชลูกตุมตอก
หนกั 4 ตนั
- 14 -
5. ระยะยกของลูกตมุ ตอก
สําหรับ Drop Hammer ระยะสงู ของการยกลกู ตุม ตอกควรยกตํา่ โดยเฉพาะอยางย่ิง
ในขณะเรม่ิ ตอกในระยะทีเ่ สาเขม็ จมงา ย ทัง้ นีเ้ พื่อปองกันหัวเสาเขม็ ชํา้ , โดยทัว่ ไปแลว จะยกลูกตมุ ตอกสงู
ประมาณ 3 ฟุต (90 ซม.) และไมควรเกิน (2.40 เมตร) 8 ฟุต
4.12 สตู รทใี่ ชใ นการคํานวณหาการรบั นํา้ หนักของเสาเขม็ ตอก (Dynamics Pile Driving Formula)
. Engineering News Formula (แนะนําใหใช F.S. = 4)
Qu = S Wh
+ 2.54C
QU = Ultimate bearing capacity เปนตน
W = นาํ้ หนักของลกู ตุมเปนตน
h = ระยะยกลูกตมุ สงู จากหวั เสาเขม็ เปน ซม.
S = ระยะท่เี สาเข็มจมเปนเซน็ ตเิ มตร โดยคดิ เฉล่ียจากการ
ตอก 10 ครั้งสุดทาย
C = 0.9 สาํ หรบั ลูกตมุ ปลอ ย (drop hammer)
F.S. = Factor safety
. Hiley’s Formula* (แนะนําใหใ ช F.S. = 4)
Qu = eWhZ
S +C2
QU = Ultimate bearing capacity เปน ตัน
e = Efficiency factor = W + Pr 2
W+P
W= นาํ้ หนกั ของลกู ตุม เปน ตัน
P= นา้ํ หนักของเสาเข็มเปนตัน
r= Coefficient of restitution = 0.25
ในกรณที ่เี สาเขม็ คอนกรีตถูกตอกดว ยลูกตมุ ปลอ ยรอง
h= ดวยกระสอบ
Z= ระยะยกลกู ตมุ สงู จากหวั เสาเข็มเปน เซน็ ติเมตร
Equipment Loss Factor
= 1 สาํ หรับ Falling hammer
- 15 -
= 0.80 Drop hammer with Friction winch
S = ระยะที่เสาเขม็ จมเปน เซน็ ติเมตร โดยคิดเฉลีย่ จากการ
C
C1 = ตอก 10 คร้ังสุดทา ย
C2 = = Temporary Compression = C1+C2+C3
การยุบตัวของกระสอบรองหวั เสาเข็มหนา L2 (ม.)
= 1.8 Q uL 2 ซม.
A
การยุบตวั ของเสาเข็มคอนกรตี เสรมิ เหล็กทย่ี าว L (ม.)
= 0.72 Q uL 2 ซม.
A
. Janbu’s Formula ( แนะนําใหใช F.S. = 4)
Qu = Wh
KuS
Ku = Cd 1 + 1+ λ
Cd
Cd = 0.75 + 0.15 P
W
WhL
λ = AES 2
W= นาํ้ หนกั ของลูกตมุ เปนตัน
h= ระยะยกลูกตมุ สูงจากหวั เสาเข็มเปนเซน็ ตเิ มตร
P= นา้ํ หนกั ของเสาเข็มเปนตนั
A= เนอื้ ทีห่ นาตดั ของเสาเขม็ , เปน ตารางเซน็ ตเิ มตร
S= ระยะทเี่ สาเข็มจมเปนเซ็นตเิ มตร โดยคิดเฉลยี่ จากการตอก
10 ครง้ั สุดทาย
E= พกิ ดั ยืดเปนตนั /ซม2
L= ความยาวของเสาเข็มเปนเซ็นติเมตร
- 16 -
Load Bearing Capacity (แนะนาํ ใหใช F.S. = 5)
Qu = S + a 2ab
12
เมือ่ a = กาํ ลงั งานจากการตอกท่ีหวั เขม็ = eWh
e= 1 สําหรบั falling hammer
0.8 สาํ หรับ drop hammer with friction Winch
= L = พลังงานที่สูญเสยี ไปในตัวเสาเขม็
b= AE
นา้ํ หนักของลูกตุมเปนตัน
W= นา้ํ หนักของเสาเขม็ เปนตนั
P= ความยาวของเสาเขม็ เปน เซน็ ตเิ มตร.
L= เนอื้ ทหี่ นา ตัดของเสาเขม็ คอนกรตี เสริมเหล็กเปนตารางเซน็ ตเิ มตร
A= พกิ ดั ยืดเปนตนั /ซม.2
E= ระยะยกลกู ตุม สูงจากหวั เสาเขม็ เปนเซน็ ติเมตร
h= Ultimate bearing capacity เปน ตน
Qu = ระยะท่ีเสาเขม็ จมเปนเซ็นตเิ มตร/ครง้ั โดยคิดเฉล่ยี จากการตอก
S= 10 ครั้งสดุ ทาย
. Gates formula ( แนะนําใหใช F.S = 3)
pu = a eh Eh (b − log s) Eh = kips ft or kN m
ab
PU = kips or kN
s
Fps in 27 1.0
SI mm 104.5 2.4
eh = 0.75 for drop and 0.85 for all other hammers
PU = Ultimate pile capacity
eh = hammer efficiency
Eh = manufacturer’s hammer – energy rating
S= ระยะทเ่ี สาเข็มจม (amount of point penetration per blow)
- 17 -
ฉ. Danish formula (แนะนาํ ใหใ ช F.S. = 3 ถึง 6)
Pu = eh Eh C1 = eh Eh L (units of s)
s + C1
2 AE
L= ความยาวของเสาเข็ม
4.13 การคาดคะเนความสามารถในการรับน้าํ หนักบรรทกุ ของเสาเข็มตอก สูตรทใี่ ชใ นการคํานวณหาการ
รบั นาํ้ หนกั ของเสาเขม็ ตอกนน้ั เปน สูตรทวี่ ิเคราะหเชิงสถติ อิ าจไมถ กู ตองตรงกับความเปน จริง ดังนั้น ผูใ ชส ตู ร
เหลา นใี้ นการคํานวณจึงควรมขี อพิจารณา ดงั น้ี
1. สตู รการตอกเสาเขม็ เพื่อใชป ระเมนิ คา วา เสาเขม็ ท่ตี อกน้นั จะสามารถรบั นํ้าหนกั บรรทุก
สงู สดุ ไดเ ทา ใดน้ัน มีอยูหลายสตู ร ซ่งึ ใหผ ลแตกตางกนั ออกไป ดังน้นั การเลอื กใชจ ะตอ งเลือกสตู รท่ีใหคา ถกู
ตอ งใกลเ คียงกับคา นํ้าหนกั จริงทีเ่ สาเขม็ ตน น้ันสามารถรับได
2. สตู รตา ง ๆ ท่ีตอกดวยเครือ่ งจักรนั้น จะใหค าผดิ ไปมาก หากดินเปน ดินเหนยี ว จงึ ไมค วร
ใชส ตู รเหลาน้ใี นสภาพดนิ ดงั กลาว นอกจากจะไดปรับแกแลว โดยผชู าํ นาญการ
3. สูตรตาง ๆ ทใี่ ชอ ยทู วั่ ไปนัน้ เปน สตู รสาํ หรับ End Bearing Pile จริง ๆ กลา วคอื ปลาย
เสาเขม็ หย่งั อยบู นชน้ั ลกู รังหรือช้ันหิน ดนิ ดาล หรือในสภาพท่ีเสาเขม็ ตอกไมลงจริง ๆ ในสภาพดังกลาวน้ี
สูตรของ Janbu จะใหผ ลดีทสี่ ดุ สวนสตู รของ Hiley ใหผ ลดี
4. จากผลการทดลองเสาเขม็ จํานวน 88 ตน ของ Michigan State Highway Commission
(1965) ไดแ สดงใหเหน็ วาสตู รของ Gate เหมาะสมมากสําหรับนา้ํ หนกั สงู สดุ ไมเกิน 400 Kips (ประมาณ
200 เมตรกิ ตนั ) Olson และ Flaate (1967) ไดท าํ การวเิ คราะหเ ชิงสถิติของเสาเขม็ จํานวน 93 ตัน สรุปไดว า
สตู รการตอกเสาเข็มทีเ่ หมาะสมทีจ่ ะใชไดแกสตู รของ Hiley, Janbu และ Gate
5. เนอื่ งจากชนั้ ดนิ ในกรงุ เทพฯ และบริเวณจงั หวดั ขา งเคียงไมเ หมาะสมทจี่ ะใชส ตู รการตอก
เขม็ เนอ่ื งจากใหค าตางมากจากความเปนจรงิ ท่ีเสาเข็มน้นั จะรับได คณะวิศวกรรมศาสตรจ ุฬาลงกรณ-
มหาวทิ ยาลยั ไดท ําการวิเคราะหสูตรการตอกเสาเข็ม โดยการหาวาสตู รใดจะใหค าใกลเ คียงกับนา้ํ หนักจริง
ทไ่ี ดจากการ load test จน failure ปรากฎวาทุกสตู รใหค าต่ํากวา ความเปน จริง ซึ่งสรปุ ไดดงั น้ี
- สาํ หรับเสาเขม็ รปู DH สตู รทใี่ หผลดคี อื สตู รของ Gate Hiley, Engineering News และ
So ซง่ึ สตู รของ Gate ใหคาใกลเคยี งท่สี ดุ คือตํา่ กวาความเปน จริง 1.63 เทา
- สาํ หรบั เสาเขม็ รปู สเี่ หล่ียมจตั รุ สั สตู รทใ่ี หผลดคี ือสูตรของ Janbu, Hiley, So และ
Modified Eng News ซึ่งสูตรของ Janbu ใหค า ใกลเคียงที่สดุ คอื ตาํ่ กวา ความเปนจริง 1.54 เทา
- สาํ หรบั เสาเข็มรปู ตวั ไอ แนะนาํ ใหใชส ูตรของ Gate
6. จากขอ มลู ดงั กลา วพอจะสรปุ ไดดงั น้ี
6.1 ในกรณีท่ีเสาเข็มตอกไมลงจริง ๆ หรือเปน End Bearing Pile จรงิ ๆ แลว สตู รท่ีควร
ใชค ือสูตรของ Janbu หรือสูตรของ Gate เมอ่ื นา้ํ หนกั สงู สุดไมเกนิ 200 เมตริกตัน
- 18 -
6.2 ในกรณที เ่ี สาเข็มตอกลงและตอกอยูในบรเิ วณกรงุ เทพฯ และจังหวดั ขางเคยี ง
ความยาวของเสาเขม็ ท่ตี อกลงไปประมาณ 20 เมตร จากผวิ ดินแลว ถา เปนเสาเขม็ รูป DH หรอื รปู ตัวไอ
ควรใชสูตรของ Gate ทไ่ี ดป รบั แกแ ลวโดยคณะวศิ วกรรมศาสตร ถาเปนเสาเข็มรูปสี่เหล่ยี มจัตรุ ัส ควรใชสตู ร
ของ Janbu ทไ่ี ดปรับแกแลว ซึง่ มสี ูตรดังน้ี
- Modified Gate Formula
( )Ru = Wr .h 44.6 log t s + 8.22
ใชส าํ หรบั เสาเข็มรูป DH หรอื รูปตวั ไอ
- Modified Janbu Formular
Ru = 2.14Wr .h
Ku.s + 1 ab
2
ใชส ําหรบั เสาเข็มรูปส่เี หลย่ี มจัตุรสั
ในเมือ่ RU = นาํ้ หนักพบิ ัตขิ องเสาเขม็ , เมตริกตนั
Wr = นาํ้ หนักของลูกตุมตอก, เมตริกตนั
h = ระยะของลกู ตมุ ตอก, เมตร
t = ดา นแคบของหนา ตัดเสาเข็ม, เมตร
s = ระยะจมเฉล่ียของเสาเข็ม, เมตรตอครั้ง
Ku = Cd 1 + 1+ λ
Cd
Cd = 0.75 + 0.15 WP
Wr
Wp = นา้ํ หนกั ของเสาเขม็ , เมตริกตัน
λ = Wr .h.L
A.E.s 2
E = Mod. Of E = 1.8 x 106 เมตริกตัน/ตร.ม.
L = ความยาวของเสาเข็ม, เมตร
a = e.Wr h : (e = 0.80)
b = L/A.E.
A = เนอ้ื ทหี่ นาตัดของเสาเขม็ , ตร.เมตร
7. สาํ หรบั เสาเข็มตอกในบรเิ วณกรงุ เทพฯ และจังหวดั ขางเคยี ง (ยกเวนจงั หวดั สมุทรปราการ
สมทุ รสาคร สมทุ รสงคราม และฉะเชงิ เทรา) นนั้ สามารถจะหาคา น้ําหนักพบิ ตั ทิ ่เี สาเข็มน้ันจะสามารถรับ
ไดโ ดยอาศยั ความเสียดทานของดินโดยรอบ เสาเข็มและแรงแบกทานตรงปลายเสาเขม็ ดร.ชัย มุกตพันธุ
- 19 -
ไดเ สนอสตู รดังกลา วนีไ้ ว (ดูรายละเอยี ดใน) ซึง่ จัดวาเปน ทีเ่ หมาะสมสตู รหนง่ึ เมอ่ื ไมใ ชส ตู รตอกเสาเข็ม
8. เสาเข็มท่ีตอกในดินเหนยี ว นน้ั คา Safe load อาจหาไดจากสูตรของ Faber’s Formula
( )Pa
= W. H −d 7 + a2 .As
20
F. 1 + 0.8H
n
ในเมื่อ Pa = Safe load, KN. หรอื tons
W= น.น.ของลูกตมุ ตอก, KN. หรือ tons
H = ระยะของลกู ตุมตอก, มม. หรอื นวิ้
d = เสนผา นศูนยก ลางหรอื ดานของเสาเขม็ , มม. หรอื นวิ้
AS = เนอื้ ท่ขี องดานของเสาเข็มท่จี มในดนิ , ตร.ม. หรอื ตร.ฟุต
n= จาํ นวนคร้ังที่ตอกจมครั้งสุดทาย (ครัง้ ตอ มม. หรือตอ นว้ิ )
a2 = 1 เมื่อเปน Imperial unit
= 107.3 เมอ่ื เปน SI unit
F = สว นปลอดภัย (1.5 ถงึ 2.5)
4.14 ผลกระทบจากการตอกเสาเข็ม
ก. การตอกเสาเขม็ ในดนิ เหนียว (Cohesive Soil) เกดิ ผลกระทบดงั นี้
1) เกิดปรมิ าตรเสาเข็มแทนที่ (Pile Volume displacement) ทาํ ใหดินบริเวณพน้ื 2-5 เทาของ
เสน ผาศนู ยกลางของเสาเขม็ เสียรปู (remold) และ pore pressure มคี า เพม่ิ ขน้ึ และจะกลับคนื ประมาณ 30 วนั
คา Shear Strength และ Skin resistance ในบรเิ วณนีจ้ ะเพ่ิมข้นึ เนื่องจากผลของ Consolidation เมอ่ื pore
pressure ลดลง
2) เมอื่ เสาเขม็ ตอกผานช้ันกรวด ไปยงั ชน้ั ดินเหนียว เข็มจะพาเอากรวดเขาไปในดนิ เหนยี ว
ลกึ ประมาณ 20 เทาของเสนผา นศนู ยกลางเสาเขม็ ซงึ่ จะเพ่มิ คา Skin friction
3) เสาเขม็ เมอื่ ตอกผานชัน้ ดนิ เหนยี วแขง็ ทีอ่ ยดู านใตข องช้นั ดนิ เหนยี วยอย ช้นั ดินเหนียว
แขง็ จะแตกและดนิ เหนยี วยอยจะเขา ไปในรอยราว เน่อื งจากการตอกระหวา งเสาเขม็ ในความลึกประมาณ
20 เทา ของเสนผานศูนยก ลางเสาเข็ม ผลกระทบน้ไี มรา ยแรง เพราะดนิ อดั เขา ไปในรอยแตก ซง่ึ จะใหคา
adhesion สงู กวา ดินเหนยี วยอ ย ขางบน
4) เสาเขม็ ตอกในดินเหนียวแขง็ จะเกิดรอยแตกท่ีผวิ หนา และดา นขางของเสาเข็ม ลึก
ประมาณ 20 เทา ของเสน ผา นศูนยกลางเสาเข็ม ทาํ ใหค า adhesion ในชว งน้ีไมมี ปกติแลวในความลกึ 1.2-1.8
เมตร จากหัวเสาเข็มจะไมค ดิ คา Skin resistance capacity
- 20 -
5) เมอื่ ตอกเสาเขม็ ลงในดินเหนยี วโดยท่ัวไปจะทาํ ใหเ กิดการปดู ของผวิ ดิน (Heave) หรอื เกดิ
การแทนที่ การปดู ขน้ึ ของดนิ หากเปน plastic Soil แลว อาจสูงขึ้นเปนฟุตได การปดู ของดินนีอ้ าจจะทําใหเกดิ
การทรดุ ตวั ตดิ ตามมากไ็ ด หลังจากตอกเสาเข็มเสรจ็ แลว เสาเขม็ ท่ีถูกยกตัวลอยขน้ึ เพราะการปดู ของดนิ จะ
ตอ งตอกยาํ้ ลงไป และเพือ่ เปนการปองกันการปดู ของดินการตอกเสาเขม็ ควรเริ่มตอกบรเิ วณกึ่งกลางออกไป
ยงั รมิ บริเวณกอ สรา ง
ในประเทศไทยผลการตอกเสาเขม็ ในชน้ั ดนิ เหนียวบริเวณกรุงเทพ จะเกิดผลกระทบพอสรปุ
ไดดังนี้
1) การสน่ั สะเทือนของการตอกเขม็ ทาํ ใหกาํ ลงั ของดินเสียไปประมาณ 28% ของ
Undisturbed Strength ซงึ่ วดั โดย field vane test
2) ระยะที่กระทบกระเทือนตอ Undrain Shear Strength นน้ั หางจากผิวเสาเขม็ โดยประมาณ
เทา กับระยะเสนผานศูนยก ลางของเสาเข็ม
3) กาํ ลงั ของดนิ ทเ่ี สยี ไปจะกลบั คนื มา หลังจากการตอกเสาเข็มแลว 14 วนั
4) Induced pore pressure จะมคี า สงู สุดภายในบรเิ วณ local Shear failure Zone
5) โดยสวนใหญแ ลว excess pore pressure จะกระจายออกไปหมดภายใน 1 เดือน หลงั จาก
ทต่ี อกเข็มแลว
(ข) การตอกเสาเข็มในทราย
การตอกเสาเข็มในทรายแลว จะเกิดผลตาง ๆ ดงั นี้
1) การทรุดตัวลง (Subsidence) แรงสนั่ สะเทอื นจากการตอกเสาเขม็ ในบรเิ วณท่ีเปน ดนิ
ทรายหลวม ๆ จะทาํ ใหท รายเกดิ การแนนตัว ทาํ ใหบ ริเวณขางเคยี งเกิดการทรดุ ตวั ลง สงิ่ กอสรา งในบรเิ วณ
นน้ั จะเสยี หาย ในทรายละเอยี ด หรือ Silt ท่ี saturated แรงสะเทอื นอาจจะทาํ ใหเกดิ การทรุดตวั เสียหายอยาง
มากมายได
2) การแนนตัว (Compaction) เมอ่ื ตอกเสาเข็มเดยี่ วใน loose Sand (relative density Dr =
17%) ทรายทอี่ ยหู างจากดา นขา งของเสาเข็ม ประมาณ 3 ถงึ 3 เทา ขนาดเสนผานศนู ยกลางของเสาเข็ม และ
ระยะหา งใตปลายเสาเขม็ ประมาณ 2.5 – 3.5 เทา ของเสนผา นศูนยก ลางของเสาเข็มจะแนน ตวั ใน medium
dense Sand (Dr = 3.5%) ทรายท่อี ยหู างจากดานขา งของเสาเขม็ ประมาณ 4.5 – 5.5 เทา ของเสนผานศนู ยก ลาง
เสาเขม็ และระยะหา งใตป ลายเสาเขม็ ประมาณ 3.0 - 4.5 เทา ของเสน ผานศูนยก ลางของเสาเข็มจะแนน ตวั
เนอ่ื งจากเสาเขม็ จมแทนทลี่ งไป เม่ือตอกเสาเข็มกลมุ ใน loose Sand ทรายรอบ ๆ และระหวางเสาเข็มจะแนน
ตวั มาก ถา ระยะหางของเสาเข็มหา งไมมาก (นอ ยกวาประมาณ 6 เทาขนาดเสน ผา นศูนยกลางเสาเข็ม)
คา Ultimate load capacity ของกลุมเข็มจะตองมีคามากกวาผลรวมของเสาเขม็ แตล ะตนรับได (i.e efficiency
ของกลมุ เข็มจะตองมีคามากกวา 1) แตถา ตอกใน dense Sand แลว การตอกจะทําใหท รายหลวมตวั มากกวา
แนน ตวั ขนึ้ group efficiency อาจมคี านอ ยกวา 1
- 21 -
5. เสาเขม็ กลมุ
เม่อื ตอกเสาเข็มเปน กลุมแลว ความสามารถในการรบั นํา้ หนักของเสาเข็มแตล ะตนจะลดลง
ทง้ั นเี้ น่ืองจาก Stress overlap กนั หากจะไมให Stress overlap กนั แลว จะตอ งตอกเสาเขม็ แตละตน หางกนั มาก
ซง่ึ ในทางปฎิบตั ิไมกระทาํ กัน เพราะ Pile cap จะโตทําใหคา กอ สรา งสงู ดังนน้ั เมือ่ มีการตอกเสาเขม็ มีระยะ
หา งตามท่ไี ดกาํ หนดไวขางบนแลว จะตองทําการ check effect ของกลมุ ดว ย เวนแตป ลายเสาเขม็ หยัง่ อยูบ นช้นั
หนิ
การลดกาํ ลังการรับนาํ้ หนกั ของเสาเขม็ นั้นหาไดจากสูตรตาง ๆ ดังตอ ไปน้ี
1) Converse Labarre Method
E = 1 + φ (n −1)m + (m − 1)n
90m.n
ในเมอ่ื E = ประสิทธภิ าพของเสาเขม็ แตละตน ในกลมุ เขม็
m = จาํ นวนแถวของกลมุ เข็ม
n = จาํ นวนเขม็ ในแตล ะแถว
ø = d/s มคี าเปนองศา
d = ขนาดเสน ผาศูนยก ลางของเสาเข็ม
s = ระยะหางของศนู ยกลางของเสาเขม็
คา E นอ้ี าจหาโดยตรงจาก กราฟ
2) Feld Method วธิ นี ล้ี ดกาํ ลังของเสาเขม็ ลง 1/16 ของเข็มเด่ยี วตอ จํานวนเสน ทล่ี ากจากเข็ม
ตน หนึ่งไปยงั เขม็ ใกลเ คยี งในกลุม ซง่ึ มีผลสรุปดังนี้
จาํ นวนสาเขม็
(ตน ) 2 3 4 5 6 9
E
(%) 94 87 82 80 77 72
- 22 -
3) Keriselos Method
ระยะหา งระหวา งศนู ยกลางองเสาเขม็ E
คดิ เปนจาํ นวนเทา ของเสนผาศนู ยก ลาง 1.0
0.95
10 0.90
8 0.85
6 0.75
5 0.65
4 0.55
3
2.5
4) Sowers ไดก าํ หนดระยะหา งของเสาเขม็ ยาวใน clay และ Group Efficiency ไวดงั น้ี
ระยะหาง So = 1.1 + 0.4n0.4
E = 0.5 + (n 0.4
− )0.9 0.1
ในเมือ่ n จาํ นวนเขม็ ทั้งหมด
ปกติแลวใน Clay ระยะหา งของเสาเข็มศูนยถ งึ ศูนยประมาณ 2 – 3 เทา ของขนาดเสน ผา
ศนู ยก ลางของเสาเข็มสว นใน Cohesionless Soil จะหา ง 2.5 – 4 เทา
3. ความสามารถในการรับนํ้าหนกั ของกลุมเขม็ จะมคี าเทากบั จํานวนเสาเข็มท้งั หมด x
นา้ํ หนกั ท่ีเสาเข็มแตละตนรับได x E
- 23 -
6. คาํ นวณน้ําหนกั บรรทุกจากคุณสมบัติของดนิ ( Static pile formula )
6.1 เสาเข็มทล่ี อยอยใู นชน้ั ดินออ น ( Friction Pile )
การคาํ นวณเพ่อื หานาํ้ หนักบรรทุก ควรคาํ นวณเปรียบเทียบระหวา งแรงเสยี ดทานที่ผวิ ของเสาเข็มแตรวมกนั
กบั แรงตานของเสาเขม็ กลุม ( Pile group ) คา ใดนอ ยกวาใหถ ือคานน้ั เปนแรงตา นทเ่ี สาเข็มชดุ น้ันสามารถรับน้ํา
หนกั ได ทง้ั นข้ี นึ้ อยกู ับระยะหางของเสาเข็ม การคาํ นวณคาทั้งสองเปนดงั ตอ ไปน้ี .-
. แรงเสียดทานทผี่ วิ ของเสาเขม็ แตละตน รวมกนั = n. AP. Ca ……. ( 2 ) (แรงเสียดทานสูงสดุ )
เมอ่ื n = จาํ นวนเสาเขม็ ในกลมุ
Ap = พนื้ ท่ีผวิ สว นท่ีฝง อยูในดนิ ของเสาเข็ม 1 ตน
Ca =
adhesion ระหวา งดนิ กับเสาเขม็ = oc c. (เสาเข็มคอนกรีต คา ca
มคี าประมาณรอยละ 90 ของ คา cohesion ของดนิ , สว นเสาเขม็ เหลก็
คดิ ประมาณรอ ยละ 80 ของ cohesion ของดินในชวงท่เี ปนดินออน
หรือจะดคู า adhesion factor ของเสาเข็มคอนกรีตไดจาก curve ใน
รปู ท่ี 4 ) สว นปลอดภัยใหใช ≥ 8
α = adhesion factor
ข. แรงตา น (สูงสดุ ) ของเสาเข็มกลมุ = c.L.P. + N c. c. Ag …….( 8 )
เมื่อ c = แรงเฉือน ( shear strength ) หรอื แรงเกาะกันของดิน ( cohesion )
ไดจ ากการเจาะสาํ รวจเปนตัน/ม
L = ความยาวของสวนที่ฝง ในดินของเสาเข็ม ( รวมความหนาของฐาน
รากดว ย
p = เสน รอบรูปของกลมุ เสาเข็ม = 2 ( F + B )
- 24 -
Undrained Shear Strength , c, tons / m.2 Ca = ∝ C
รูปท่ี 1. Adhesion Factors for Clays
Ag = - 25 -
Nc′ =
พ้ืนที่ของกลมุ เสาเขม็ ( = F.B. )
คา สมั ประสิทธกิ ารรับน้าํ หนัก ดไู ดจ ากตารางท่ี 2.
สว นปลอดภัยควรใชไ มน อ ยกวา 3
ตารางท่ี 1
D/B N c′ กลมุ เขม็ สเี่ หลีย่ มผนื ผา
กลุมเข็มกลมหรอื สเี่ หลีย่ มจตุรัส
1 7.8 6.4
2 8.4 7
3 8.8 7.8
4 8.9 7.5
5 8.9 7.5
F = ความยาวของหนาตดั , B = ความกวา งของหนาตัด,
D = ความลกึ ของปลายเข็มจากผวิ ดิน
- 26 -
ตวั อยา งการคาํ นวณ 1
จงหา น.น. บรรทกุ ทุกสวนปลอดภยั ของเข็มกลุมบนดินออ น โดยกาํ หนดให
L = ความยาวของเสาเข็ม 8.0 ม.
D = เสน ผาศนู ยกลางของเสาเข็ม 80 ซม.
qu = Unconfined Compressive Strength 5.0 ตัน / ม.2
n = จาํ นวนเข็ม = 12 ตน
F = 1.8 ม.
B = 2.7 ม.
( 1 ) สาํ หรับเขม็ เด่ียว
แรงเสยี ดทานรวม = n. Ap . ca
=
qu = n. Ap . ∝ c
c = 5 ตัน / ม2
2.5 ตนั / ม2
จากรูปท่ี 4 ∝= 0.85
N= 12
Ap = (π )(D)(L)
= ( 3.14 ) ( 0.30 ) ( 8.0 )
= 7.536 ม2
ca = 0.85 x 2.5
= 2.125 ตนั / ม2
∴ แรงเสียดทานรวม = ( 12 ) ( 7.536 ) ( 2.125 )
= 192.2 ตัน
ใช F.S = 3.0
∴ Allowable load = 192.2 = 64.1 ตัน
3
2. สําหรับเขม็ กลุม
แรงตา นของเสาเข็มกลมุ = cLp + Nc′c.Ag
c = 2.5 ตนั / ม2
L = 8.0 ม.
P = 2 ( 1.8 + 2.7 ) = 9.0
- 27 -
Ag = 1.8 x 2.7 = 4.86 ม2
D/B = 4.4 , Nc′ = 7.5
∴ แรงตานทานของเสาเข็มกลมุ 2.5 x 8 x 9 x 7.5 x 2.5 x 4.86
= 271 ตนั
ใช F.S =3
Allowable load on pile group = 271
3
= 90.3 ตนั
∴ Allowable load on pile group
= 64.1 ตัน
6.2 สาํ หรบั เสาเข็มทปี่ ลายจมอยูในดินแข็ง
สาํ หรบั เสาเข็มท่อี ยูในบรเิ วณทม่ี ีชั้นดนิ ออ นอยเู หนือดนิ แข็ง ซึง่ เปน ลกั ษณะชัน้ ดินคลา ยกบั บริเวณ
ลมุ แมน า้ํ เจาพระยาตอนลาง ถา ปลายของเสาเข็มผานทะลชุ ้ันดินออ นลง ไปจมอยใู นช้นั ดนิ แขง็ ในการคาํ นวณ
หาคา นาํ้ หนักบรรทกุ ของเสาเข็มมกั จะไมคิดแรงตา นทผ่ี ิวในสวนของเสาเข็มท่จี มอยใู นดินออ น ทง้ั น้เี พราะหลงั
จากทต่ี อกเสาเขม็ ทะลชุ ั้นดินออ นลงไปนน้ั ในระยะแรกที่ดินออ นรับนํ้าหนักจะเกดิ การยุบตวั เนอื่ งจากขบวน
การ Consolidation ไดม าก ระหวา งทีเ่ กิดการยุบตัวนน้ี ้าํ หนกั บรรทกุ สว นทรี่ ับโดยดนิ ออ นจะถูกถา ยไปยังสว นท่ี
เปน ดนิ แขง็ เสยี สว นใหญ ฉะนัน้ สําหรับเสาเข็มทป่ี ลายจมอยใู นช้ันดนิ แขง็ โดยมสี ว น 20 บนเปนดนิ ออน จงึ มัก
จะคดิ คา นาํ้ หนักบรรทุกของเสาเขม็ จากแรงตา นทีป่ ลายเสาเขม็ แรงตา นท่ีวาของสวนที่จมอยใู นดินแขง็ เทาน้นั
หรือ Ultimate Bearing Load = Ultimate End Bearing
FSo
+ Skin Friction Capacity - น.น. ของเสาเข็ม
เม่ือ Ultimate End Bearing ( Q b ) เปนคาทห่ี าไดจากขอ ก.
Skin Friction Capacity ( Q f ) เปนคา ทห่ี าไดจ ากขอ ข.
และ FSo คอื สว นปลอดภัยอันเนื่องจากการสญู เสยี กาํ ลังของแรงตานท่ีปลายและทรี่ อบ ๆ เสาเข็มไมพรอมกัน
(สาํ หรบั บรเิ วณกรงุ เทพฯ ขอแนะนาํ ใหใ ชค าประมาณ 3 )
ก. Ultimate End Bearing of a Single Pile
จาก Terzaghi’s Equation
qb = 1.2cNc + γDNq + 0.4BγNγ ………. (4)
เมื่อ qb Ultimate End Bearing Capacity ตนั / ม.2
c = แรงเฉอื นของดนิ
ϒ = Effective Unit Weight ของดินรอบเสาเขม็ ตัน/ ม.3
D = ความลึกของปลายลา งของเสาเขม็ ม.
- 28 - ม.
B = สว นที่แคบที่สดุ ของหนา ตดั เสาเขม็
สาํ หรับ Clay φ = 0, NC = 5.7 , Nq = 1, N ϒ = 0
จาก Equation (4) จะได
qb = 7.4c + γD
แตสาํ หรบั เสาเขม็ ท่ีมี DB 〉25
∴จะได qb = 9c + γD ( Terzaghi )
ในกรณีทีไ่ มสามารถหาคา จากผลการทดลองในหองทดลองได ก็อาจจะใชผลการทํา standard
penetration test ในสนามมาหาคา c โดยอาศยั ความสัมพนั ธที่แสดงไวใ นรปู ที่ 6. กจ็ ะไดคา c โดยประมาณซึ่ง
ไมถกู ตอ งมากนกั
สําหรบั ทราย C = 0
qb = γDN q + 0.4BγNγ
เมื่อ Nq, Nϒ = Bearing Capacity Factor ดไู ดจากกรา ฟ รูปที่ 7.
ข. Skin Friction Capacity
q f = ca D + KsγD2 tan δ ………..( 5 ) ตน / ม.
ตน / ม.2
qf = Ultimate Skin Friction Capacity,
Ca = Adhesion ระหวางดินกับเสาเขม็
= ∝c
∝ = Adhesion Factor ดจู ากกราฟรปู ท่ี 4
δ = Angle of Friction ระหวา งดนิ กบั ผิวเสาเข็มเปน องศา
∼ 3 φ
4
Ks = Coefficient of Earth pressure
ซง่ึ มีคาดงั ตอ ไปนี้ . -
N’ Ks
0– 4 0.5
4 – 10 0.6
10 – 30 0.7
30 – 50 0.8
- 29 -
รูปท่ี 6
PENETRATION RESISTANCE
VS. UNCONFINED STRENGTH OF CLAY
- 30 -
กราฟหาคา N q Nr
รปู ที่ 7 Corelation of Standard Penetration with Bearing Capacity Factors and Angle of Shearing
Resistance ( Peck , Hanson, Thornburn 1953 )
เมือ่ N ′ = adjusted number of blow
= 15 + 1 (N − 15)
2
N = observed number of blow
- 31 -
Skin Friction For Clay
φ =0
จาก Equation (5) q f = αeD
Skin Friction For Sand
C= 0
Equation (5) จะกลายเปน
qf = K sγD 2 tan 3 φ
4
ตวั อยา งการคํานวณ 2 เมอื่ ปลายลางของเสาเขม็ จมอยูใ นชน้ั ดนิ แข็ง กาํ หนดขอ มูลตา ง ๆ ดังรปู จงคํานวณหา
น.น. บรรทุกสวนปลอดภยั ( allowable load ) ของเสาเขม็ น้ี
- 32 -
จาก Qu + น.น. ของเสาเขม็ = Fb + Ff …………… (a)
FS 0
น.น. ของเสาเข็ม = 0.30 x 0.30 x 2400 x 20
= 4320 Kg.
Fb = qb x Ab
qb = 9c + ϒ D
= 9 x 20 + ( 0.5 x 14 x 0.6 x 5 + 08. x 1.0 )
190.8 ตัน / ม2
Ab = 0.30 x 0.30 = 0.09 ม2
∴ Fb = 190.8 x 0.09
= 17.1 ตนั
Ff = Qf x As
= ∝1c1D1As+ ∝2c2D2As= As(∝1c1D1+ ∝2c2D2 )
As = 0.30 x 4 = 1.20 ม2 / ม.
∝1c1D1
= 0.4 x 12 x 5.0
= 24
∝2c2D2 = 0.30 x 20 x 1.0
= 7.6
∴ Ff = 1.2 ( 24 + 7.6 )
= 37.9
∴ แทนคา ใน (a ) โดยใช FSo = 3
Qu + 4.3 = 17.1 + 37.9
3
= 43.6 ตัน
Qu = 43.6 – 4.3
= 39.3
ใชค าสวนปลอดภัย = 2.5
Qa = 39.3 = 15.72 ตนั / เสาเขม็ หน่งึ ตน
2.5
- 33 -
ตวั อยา งการคํานวณ 3 เมอ่ื ปลายลางของเสาเขม็ จมอยใู นชน้ั ทราย กาํ หนดขอมูลตาง ๆ ดงั รปู จงคํานวณหานา้ํ
หนกั บรรทกุ สว นปลอดภัย ( allowable load ) ของเสาเข็มน้ี
จาก Qu + น.น. เสาเขม็ = Fb + Ff ………….(b)
FS 0
Qu = ?
น.น.เสาเข็ม = 4.3 ตนั
Fb = qb x Ab
qb = γDN q + 0.4BγNγ
ϒD = 0.5 x 14 + 0.6 x 5 + 1.0 x 1
= 11 ตนั / ม2
- 34 -
0.4 Bϒ Nϒ = 0.4 x 0.30 x 1.0 x 46
= 5.52 ตัน / ม2
qb = γDN q + 0.4BγNγ
= 11 x 43 + 5.52
= 478.5 ตัน / ม2
Fb = 478.5 x 0.09
= 43.1 ตัน
Ff = Ff1 + Ff2
Ff 1 = Friction เน่อื งจาก very stiff clay
= Q f1 × As
q f1 = αCD1
= 0.4 x 12 x 5.0
= 24.0 ตนั / ม.
Ff 1 = 24 x 1.20 = 28.8 ตนั
Ff 2 = Friction เนอ่ื งจากชั้นทราย 1.0 ม.
= qf 2 x A s
qf 2 = KS γDD1 + 1 γD12 tan 3 φ
2 4
= 0.7 ( 10.0 + ½ x 1.0 x ( 1.0 ) 2 tan ¾ x 36°
= 0.7 ( 10.0 + 0.5 ) tan 27°
= 7.35 x tan 27°
= 3.75
Ff 2 = 3.75 x 1.20
= 4.50 ตัน
Ff = Ff 1 + Ff 2
= 28.8 + 4.50
= 33.3 ตนั
แทนคา ใน ( b ) โดยใช FSo = 3
Qu + น.น.เสาเขม็ =
Fb + Ff
3
Qu + 4.3 = 43.1 + 33.3
3
= 47.7 ตนั
Qu - 35 -
ใชคาสว นปลอดภยั
= 47.7 - 4.3 = 43.4 ตนั
Qu = 2.5
= 43.4 = 17.35 ตัน
2.5
6.3 นํา้ หนักบรรทกุ ของเสาเขม็ Dutch Cone Penetration Test
เปน การหานาํ้ หนกั บรรทุกของเสาเข็ม จากคณุ สมบตั ขิ องดินอกี วธิ ีหนึ่ง แตค ุณสมบัติของดนิ
ทใี่ ชก บั วธิ นี ตี้ องหาไดม าจากการทดสอบจากการกดหัว dutch cone ในดนิ ตามวิธีการทีจ่ ะกลา วตอไปในหัว
ขอ นี้ ผลทไี่ ดจ ะเปนหนวยแรงยดื และหนว ยแรงบรรทกุ ทว่ี ัดไดกส็ ามารถนาํ มาคาํ นวณหานํา้ หนักบรรทกุ ของ